电脑机箱制造FMEA解决方案

【导读】
目前,随着企业产品信息的不断共享和对产品开发的普遍重视,使得产品的性能在各企业间的差异逐渐缩小,市场竞争正逐步走向价格竞争。制造成本作为新产品成本的主要构成,得益
    目前,随着企业产品信息的不断共享和对产品开发的普遍重视,使得产品的性能在各企业间的差异逐渐缩小,市场竞争正逐步走向价格竞争。制造成本作为新产品成本的主要构成,得益于产品未来生产过程的控制,即控制是否得当将直接影响到产品是否具有同等质量下的成本优势。

    失效模式及效果分析(FMEA:Failure Mode & Effect Analysis)作为一种简单易推广的预测控制技术,正被越来越多的企业所使用。该技术是通过预估新产品在生产过程中可能发生的不良现象,事先经过一连串的分析、检讨、评价和改善等技术处理,使产品在生产过程中达到质量提升。



 
1FMEA技术主要内容
    FMEA是根据经验分析新产品在设计与生产工艺中存在的弱点和可能产生的缺陷,以及相应的后果与风险,从而在决策过程中采取措施加以消除,以缩短新产品开发周期,累积专业技能。企业推广FMEA技术的大致运作流程如图1所示。
 
图1 企业推广FMEA技术的大致运作流程

    FMEA技术的主要内容包括:
    (1)总结现有同类产品在大量生产中曾经发生的质量问题点,估计新产品在设计中可能存在的潜在生产工艺弱点和缺陷。

    (2)对以上弱点和缺陷的发生度(是经常发生,还是很少发生)、检出度(是容易被生产线发现,还是不容易被发现)、影响度(会导致报废,还是只需经过稍微修改即可)进行统计,并计算出风险优先系数(RPN=发生度×检出度×影响度)。

    (3)根据统计出的风险优先系数对产品的弱点和缺陷进行排序,找出哪些是应该考虑优先改善的,哪些是很容易改善的,哪些改善成本是比较低的。
 
    (4)对这些需优先改善的弱点和缺陷进行具体的分析,并制定出切实可行的解决对策并实施。

    (5)经过一轮改善后,再进行风险优先系数统计并重新排序,而后进行新一轮的改进。

    (6)达到预期改善效果后,制定出相关的标准文件,供后续产品的设计和生产参照使用。
 
2、电脑机箱生产工艺特点
    电脑机箱是依据电脑主板型号和硬盘、光驱、软盘等不同配置数量的要求而展开设计和生产的,主要由冲压零件和塑料零件两大部分组成。对于电脑系统而言,机箱主要起以下4方面作用。

    (1)提供系统装配的可靠支架。

    (2)提供搬运的强度保护。

    (3)提供造型装饰的艺术化。

    (4)隔离系统内外磁场的相互干扰。

    其主要生产流程如图2所示。
 
图2 电脑机箱主要生产检验流程
 
    电脑机箱生产流程主要覆盖注塑加工、冲压加工、烤漆、拉钉和装配等5部分。根据企业以往的设计和生产经验,注塑加工出现的主要缺陷为:外观面刮伤、擦伤、黑点、融合线、飞边、变形弯曲、缩水、色差、流动痕迹及网印错误等;冲压加工出现的主要缺陷为:切断面飞边过大,碰伤,凹凸不平,折弯断裂,零件反冲,CD-ROM和FDD铁片没有冲开,螺纹牙失效,尺寸、角度及孔位不符等;烤漆加工出现的主要缺陷为:杂质、伤痕、导电不良、混料、脱漆、掉漆及明显色差等;拉钉加工出现的主要缺陷为:铆合不牢、歪斜、漏拉、有间隙、整体尺寸偏移、零件脱落、不能正常装人CD-ROM和FDD(HDD)等;装配加工出现的主要缺陷为:漏装零件,配件脱落,刮伤,电源按钮功能动作不正常,FDD装人不正常,USB孔、线材外观不正常,功能卡装人不正常,主板装人不正常,外箱包装与客户要求不符及电源使用错误等。
 
    造成这些缺陷的原因是多方面的,既有加工设备本身的原因,也有材料、模具设计制造、人为疏忽、产品设计、运输及储存等方面的原因,它们不可避免地会在新机箱中出现。通过预测新产品来有效地改进产品设计和工艺设计,避免同类缺陷在新产品中再次出现,则正是FMEA技术的独特之处。




 
3、机箱生产中导入FMEA
    电脑机箱的大部分零件是冲压成形的,工艺上较塑料零件更难以控制,为此机箱质量主要取决于冲压零件的生产工艺性和装配工艺性。它所提供的“支架”功能是机箱最主要和最基本的功能,为了能够准确地“支撑”电脑系统的相关组件,电脑系统要求机箱有相当高的装配精度。因此,在机箱新产品中运用FMEA技术时,选择机箱的冲压零件作为FMEA的分析目标,主要涉及到冲压加工、烤漆和拉钉三部分。首先做出类似图3所示机箱的各个冲压零件的工序流程图和功能方块图(以机箱外盖烤漆为例),并填人各相关FMEA分析表(见表1)。


 
表1 FMEA技术的风险优先系数评价表
 

 
 
    根据表2所示的日、周、月、季度等原始质量检验记录和现场生产实际经验,以及同类冲压零件大量生产中曾经发生的质量问题点,推出新冲压零件设计中可能存在的潜在生产工艺弱点和缺陷。然后在依据表1的发生度、检出度、影响度及风险优先系数的评价标准,分别统计出各缺陷的发生度、检出度、影响度,并计算出各自的风险优先系数。根据风险优先系数大小排序后,得出位于“S”级的缺陷是图4中H、1、J、K处的装配垂直精度(RPN=5x5x3=75);而位于“A”级的缺陷是图4中A、B、C处的外形尺寸精度和D、E、F、机箱外盖烤漆工序流程图:G处的装配长度精度(RPN=5x3x3=45);而其余各项则分别位于“B”和“C”级,不为优先考虑对象。
表2 电脑机箱烤漆日不良统计分析表 
 

 
 
图4 电脑机箱工艺控制点
 
    现在位于“S”级的装配垂直精度缺陷是优先要改善解决的问题。通过现场、现物、现状的大量调查,聚集相关资深人员,采用脑力激荡法进行“S”,级缺陷的原因分析。最终发现图5机箱底座(底版+后板)上的H'-H'弯曲线发生了随机倾斜,造成拉钉后整个机箱的扭曲,直接破坏了H、I、J、K处装配垂直精度的要求,同时也间接破坏了外形尺寸精度(A、B、C)和装配长度精度(D、E、F、C)。
 
图5 电脑机箱底座工艺分析及改进对策 
 
    底座冲压工艺流程包括:下料加冲孔、折边加冲孔及凸台、卷缘、双重翻边和弯曲成形5道工序。原有工艺定位设计是沿A-B-C-D的四边外缘,由于模具在第5道工序中仅靠四边外缘定位进行弯曲成形,易引起主弯曲边H'-H'的位置在其上下有±0.3mm的偏斜。第4道工序的双重翻边也造成H-H在产品左右方向有±0.2mm变动。前后工序采用不同的定位做基准,造成了弯曲成形尺寸较大的累积偏差,加上前面翻边工序的角度偏差,加剧了弯曲成形的尺寸偏差,导致H'-H'弯曲成形发生较大的随机倾斜。
 
    解决对策为改变定位工艺,利用底座内部本身的6个孔P₁-P6进行内缘定位,并在第1工序先成形这些孔,这样从第2工序到最后工序,都可以采用这6个孔中的某些孔作内缘定位,从而保证了底座前后定位的统一性。内缘定位能很好地控制H'-H'和H-H在±0.10mm的范围内。
 
    根据以上分析结果和相应对策,通过在现有产品上制定具体的试作日程表,一旦结果确如预期效果,则修改相应设计标准文件供生产单位执行。若上述分析结果和对策有误,必须重新进行,直至达到预期效果后才能再次进人下一风险优先缺陷的分析和对策循环。




 
4、结语
    总之,企业推广FMEA技术,能够促使员工通过总结以前常犯的错误以及可能会犯的各种错误,来预测新产品可能存在的弱点和缺陷,并采取相应措施加以消除。同时还可以用来防止生产人员在平时作业时出现相关问题,也可用来指导质量管理人员平时工作中管理的重点。更为重要的是这些信息能够累积设计部门的专业技能,将新产品的潜在问题解决在设计阶段,避免同类问题在新产品上再度发生。
 
    设计上无法避免的,可以通过工艺文件指导员工在操作中加以注意,以及发生缺陷事故后应该实施哪些可靠的补救措施等。当然,企业生产中的质量问题是层出不穷的,旧的问题解决了,又会出现新的问题,改善是无止境的。为此,企业绝不能凭一时的热情,阶段性应用FMEA技术,而应把它作为一项长期性的生产质量控制,用活用好,真正达到确保质量,提升精度,降低成本的目的。




  • 2019-08-02 10:18
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